科學家開發出環境友善的保麗龍替代品,耐壓且隔熱效果更好

研究人員開發出以植物為原料且環境友善的保麗龍(圖:WSU)

華盛頓州立大學(Washington State University)的研究人員,日前成功開發出一種以植物為原料的保麗龍替代材料,這種材料的製作過程對環境無害,絕緣性質也優於保麗龍。

這種替代材料主要由纖維素(cellulose)的奈米晶體構成,以纖維素作為原料的好處為相當容易取得。此外,研究人員開發出的製程方法僅需使用水作為溶劑,不必使用對環境有害的有機溶劑。

聚苯乙烯保麗龍

各國研究人員近年來不斷嘗試開發出能取代以聚苯乙烯製成的保麗龍(Styrofoam)。這種保麗龍以石油製成,在日常生活中從咖啡杯到建築材料、運輸包裝產業上皆需使用此種保麗龍。但它對環境有害,在自然環境中不容易分解,燃燒時還會產生污染。

雖然已有許多研發團隊以纖維素開發出替代用保麗龍,但其性能往往不如聚苯乙烯,強度不足、絕緣性差,且在高溫及環境潮濕的情況下會降解。

纖維素保麗龍

華盛頓州立大學的研發團隊所開發的保麗龍中,75% 的成分來自木材,並使用聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)與纖維素奈米晶體鍵結,提升其力學彈性。其內部晶體結構相當一致,代表絕緣性佳,是首個在絕緣性能上勝過聚苯乙烯保麗龍的替代品。此外,這種保麗龍的重量非常輕,並在承受至 200 倍的自身重量下也不會變形;可在自然環境下降解,燃燒也不會產生有毒物質。

未來發展

研發人員阿梅爾·阿梅利博士(Amir Ameli)表示:「我們的研究結果展示可回收材料的潛力,如此次使用的奈米纖維素晶體,其具有良好的絕熱性質,有助於節約能源、減少石油材料的使用,並降低對於環境的衝擊。」

研究人員目前正在嘗試找出強度和耐用性更高的材料配方,期望將其用於現實生活。他們也希望能結合價錢低廉的原料,製造出可商業化的產品,並將生產規模自實驗室中擴展到工廠。此計畫也獲得美國農業部(U.S. Department of Agriculture)與華盛頓州立大學的商業化辦公室(Office of Commercialization)的協助。

參考資料:

  1. Hilding, T., & Voiland College of Engineering. (2019, May 10). Researchers develop viable, environmentally-friendly alternative to Styrofoam | WSU Insider | Washington State University.  WSU
  2. Wang, P., Aliheidari, N., Zhang, X., & Ameli, A. (2019). Strong ultralight foams based on nanocrystalline cellulose for high-performance insulation. Carbohydrate Polymers,218, 103-111. doi:10.1016/j.carbpol.2019.04.059
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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